In Halbleitermaterialien können Elektronen das Valenzband eines Atoms durch äußere Energiezufuhr (z.B. Licht oder Wärme), aber auch durch die Anziehungskraft fremder Atome verlassen und in das Leitungsband übergehen. Dabei hinterlassen sie im Valenzband einen freien Platz, ein 'Loch'. Früher oder später wird ein freies Elektron wieder auf ein Loch treffen und so wieder in das Valenzband zurückkehren. Diesen Vorgang nennt man Rekombination. Den Zeitraum von der Erzeugung eines Ladungsträgerpaares bis zur Rekombination nennt man Ladungsträgerlebensdauer.

Wenn ein Elektron-Loch-Paar rekombiniert, wird Energie in Form von Strahlung frei. Diese Rekombinationsstrahlung ist die Umkehrung des photoelektrischen Effektes.